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1. Juni 2021 von Andreas Bachmann

Kubernetes: Lohnt sich der Einsatz für Ihr Unternehmen?

Zuletzt aktualisiert am 18. August 2021

Kubernetes ist eine Open-Source-Lösung, um Container zu orchestrieren. Das System ermöglicht die Verwaltung von container-basierten Anwendungen in einer geclusterten Umgebung verbunden mit der Automatisierung des Container-Managements. Verteilte Komponenten und Dienste können über Infrastrukturen hinweg miteinander kombiniert werden. Damit lassen sich Anwendungen individuell skalieren, Anpassungen sind flexibel möglich und der Hardwareeinsatz wird optimiert. Kubernetes bietet zahlreiche Vorteile und vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Nur in Ausnahmen profitieren Unternehmen nicht von dem System. Welche das sind und welche Voraussetzungen es braucht, damit Ihr Cloud-Projekt von Kubernetes profitiert, erfahren Sie in diesem Beitrag.

Kubernetes wird für die Container-Orchestrierung in der Softwareentwicklung immer beliebter. Laut einer Gartner-Studie werden bis 2025 mehr als 85 Prozent der globalen Unternehmen containerisierte Anwendungen in der Produktion einsetzen. Die Technologie rief ursprünglich Google ins Leben und spendete diese später zur Weiterentwicklung an die Cloud Native Computing Foundation (CNCF).

Kubernetes orchestriert Container in der Anwendungsentwicklung.

Welche Vorteile bietet Kubernetes?

Der Trend zur Open-Source-Plattform basiert auf Veränderungen in der Softwareentwicklung und Anwendungsarchitektur. Früher stand die Hardware im Rechenzentrum im Fokus des Entwicklungsprozesses. Wuchs dann eine Anwendung und skalierte immer stärker, wurde das System schnell komplex und kostspielig. Denn es musste stetig mehr Technik hinzugekauft werden. Erst effizientere Hardware und virtuelle Serverlandschaften vereinfachten den Betrieb. Auch heute werden noch viele Anwendungen auf virtuellen Maschinen (VMs) gehostet.

Mit Kubernetes die Wettbewerbsfähigkeit steigern

Der Erfolg der Digitalisierungsbemühungen und die einher gehende Wettbewerbsfähigkeit hängen für Unternehmen davon ab, wie schnell sie Anwendungen entwickeln, bereitstellen und anpassen können. Ändern Kunden ihre Vorgaben, sollten sie schnell reagieren. Neue Technologien und Konzepte wie Microservices und Container bieten die Möglichkeiten, um die hohen Anforderungen zu erfüllen. Die Optionen erhöhen jedoch den Aufwand für das Server Management. Hinzu kommen mögliche Komplikationen beim Patch Management, falls eine Anwendung nach einem Update nicht mehr mit dem Gesamtsystem harmoniert.

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Mit Kubernetes den Überblick behalten

Die Architektur komplexer Anwendungen mit hoher Skalierung umfasst schnell viele zu verwaltende Container. Das Container Management in der Applikationsentwicklung z. B. mit Docker wird schnell komplex und ist mit einer aufwändigen Konfiguration verbunden. Updates sind nur eingeschränkt möglich und die Ausfallsicherheit ist begrenzt. Um den Überblick zu behalten, bietet Kubernetes mit der Container-Orchestrierung die besten Möglichkeiten. Die containerisierten Anwendungen und Dienste werden automatisiert verwaltet – unter Einsatz von Methoden, die Vorhersagbarkeit, Skalierbarkeit und Hochverfügbarkeit bieten.

Auch agile Frameworks wie Scrum und Managementkonzepte wie DevOps (Development und Operations) profitieren von Kubernetes. Hier arbeiten Entwicklungs- und Betriebsteams eng zusammen und entwickeln gemeinsame Lösungen. Die im Prozess freigesetzten Synergien sorgen dafür, dass Anwendungen schneller ausgerollt und Anpassungen im laufenden Prozess vorgenommen werden können (Continuos Development & Integration).

Kubernetes funktioniert branchen-, schnittstellen- und plattformübergreifend und läuft flexibel auf Bare-Metal-Servern, virtuellen Maschinen (VMs), bei Public Cloud-Anbietern wie Microsoft Azure, AWS oder Google Cloud Platform in Private Clouds sowie Hybrid-Cloud-Umgebungen.

Die Vorteile von Kubernetes auf einen Blick

  • Kurze Produkteinführungszeit: Die Containerisierung strafft die Anwendungspaketierung und beschleunigt den Bereitstellungsprozess. Wiederkehrende Softwarearchitekturen können automatisiert und Freigaben zügig durchgeführt werden. Dadurch verringert sich die Time to-Market.
  • Hohe Effizienz und Verfügbarkeit: Die Paketierung der Anwendungskomponenten bietet Entwicklungsteams eine dauerhafte Deployment-Umgebung mit Test-, Staging- und Produktionsclustern. Da die Anwendung in kleine Funktionseinheiten aufgeteilt wird, sind granulare Rollbacks jederzeit möglich – ohne dass das Gesamtsystem beeinflusst wird. Damit arbeiten die Entwickler effektiver und die Ausfallsicherheit steigt.
  • Fehlerreduzierung: In der Containertechnologie sind unveränderliche Datenstrukturen ein wichtiges Werkzeug der funktionalen Programmierung. „Immutables“ erhöhen die Verständlichkeit des Codes und unbeabsichtigte Fehler im Code werden vermieden.
  • Weniger Kosten und Aufwand: Container-Bereitstellungen bieten ein hohes Maß an Automatisierung und sorgen dafür, dass die Betriebskosten gering bleiben. Aufgrund der flexiblen Skalierbarkeit verbrauchen sie wenig Ressourcen und ermöglichen eine hohe Tenant-Dichte auf einem Host. Damit werden Infrastrukturen optimal ausgelastet und flexibel genutzt.

Wann ist der Einsatz von Kubernetes genau zu prüfen?

Kubernetes lohnt sich für Unternehmen, die Anwendungen in schnelllebigen Umgebungen betreiben oder entwickeln beziehungsweise in unregelmäßigen, aber kurzen Abständen neue Versionen einer Software zur Verfügung stellen möchte. Mit der Implementierung können Anwendungen über viele Container verteilt und auf mehreren Server-Hosts betrieben werden.

Für folgende Szenarien ist im Einzelfall zu prüfen, ob der Einsatz von Kubernetes einen Mehrwert bietet oder nicht.

Microservices versus Monolith

Kubernetes kann für alle Anwendungen genutzt werden, die auf Microservices basieren. Es ist zu prüfen, ob eine Anwendung aus unabhängigen Prozessen komponierbar ist und modular aufgebaut werden kann. Wird Kubernetes zur Orchestrierung statischer, kommerzieller Standardsoftware (monolithische Anwendung) eingesetzt, kann die hohe Komplexität verbunden mit vielen Komponenten, die nicht alle benötigt werden, zu unverhältnismäßig hohen Administrationsaufwänden führen.

Welche Unternehmen arbeiten mit Microservices?

Ob Netflix, Amazon oder Zalando, Twitter, eBay, Spotify, diese Unternehmen haben ihre Portale auf Microservices basierend aufgebaut. Ebenso DHL. Der Logistik-Konzern stellt im Rahmen seines digitalen Angebots zahlreiche Microservices zur Verfügung: Sendungsverfolgung, Portoberechnung, Onlinefrankierung, Funktionen zum Sendungsempfang für Privat- und Geschäftskunden, verfügbar über das Onlineportal sowie über Apps für iOS und Android. Sollte eine App ausfallen, ist es wichtig, dass alle weiteren Microservices weiter funktionieren. Microservices mit Kubernetes zu orchestrieren ist sinnvoll, erfordert aber eine hohe Sachkenntnis.

Aufwand für Stateful Applications

Stateful Apps, welche die Client-Daten einer Sitzung für die nächste Verwendung speichern, können Server stark belasten und die Performance heruntersetzen. In diesem Fall kann die Containerisierung mit einer flexiblen Skalierung eine gute Lösung bieten, muss es aber nicht. Ob Kubernetes bei Stateful Applications einen Mehrwert bietet, lässt sich im Vorfeld durch eine Schätzung der Aufwände herausfinden, die bei der Bereitstellung der Datenbanken, Datenanalyse- und Datenverarbeitungsanwendungen in einer Kubernetes-Umgebung entstehen würden.

A/B-Tests

Kubernetes kann Unternehmen unterstützen, die zwei Varianten eines Systems bewerten möchten, bei der die Originalversion gegen eine leicht veränderte Version getestet wird. Nutzeraktionen oder Reaktionen können auf diese Weise zuverlässig gemessen, dokumentiert und bewertet werden.

Einsatz in der Anwendungsentwicklung

Die Containertechnologie und Kubernetes bieten Unternehmen einen offenen Standard, der nicht an einen Anbieter gebunden ist. Das ist ein Vorteil für Entwickler, denn sie können Anwendungen erstellen, die sich auf konsistente Weise in hybriden oder Multi-Cloud-Umgebungen ausführen lassen. Echte Portabilität ist nur bei einfachen Anwendungsfällen möglich. Komplexe Workloads funktionieren ausschließlich in Neuarchitekturen, weil die Schnittstellen (APIs) über verschiedene Plattformen hinweg eine anspruchsvolle Datenverwaltung erfordern.

Neben der Sicht auf die technischen Pros und Kontras ist eine Bewertung aus Sicht der Unternehmenskultur und der Kompetenz der Mitarbeitenden relevant. Nicht alle Unternehmen verfügen über die Voraussetzungen, um ein Projekt mit Kubernetes zu realisieren. Einige können sich auch nicht entscheiden, ob sie Kubernetes für ihre Cloud-Projekte einsetzen wollen. Am Ende wird manchmal eine falsche Entscheidung getroffen und Kubernetes eingesetzt, obwohl die Container-Orchestrierung nicht zum Vorhaben passt. Die Entwicklung und der Betrieb von container-basierten Anwendungen benötigen spezialisiertes Know-how, das in etablierten IT-Teams oft nur rudimentär oder (noch) nicht vorhanden ist.

6 Fragen, ob sich Kubernetes für Ihr Unternehmen lohnt

Wir empfehlen Unternehmen, die sich näher mit Kubernetes beschäftigen, folgende Fragen für Ihr Cloud-Projekt zu beantworten. Die Antworten erleichtern anschließend die Entscheidungsfindung.

  1. Hat unser IT-Team das erforderliche Fachwissen?
    Kennen sich die Mitarbeitenden mit Docker und Containern aus? Haben Sie Basiskenntnisse in Bezug auf den Aufbau von Clustern, den Ressourcen, Objekten und Befehlen in Kubernetes? Sind sie über die Anforderungen an Deployment, Management und Betrieb von Anwendungen in Kubernetes informiert? Ein IT-Team braucht Zeit, um sich in die Technologie einzuarbeiten. Dann erkennt es Herausforderungen bereits während der Analyse-Phase und können frühzeitig gegensteuern, um einen störungsfreien Projektverlauf zu gewährleisten.
  2. Welches Investitionsbudget brauchen wir?
    Kubernetes bietet viele Vorteile, aber Management und Betrieb können schnell komplex und aufwändig werden. Stellen Sie vor der Implementierung einen detaillierten Kostenplan auf, um das Budget korrekt planen zu können.
  3. Passt unsere Unternehmenskultur?
    Kubernetes bedingt eine Unternehmenskultur und Haltung, die auf DevOps basiert, eine konstruktive Fehlerkultur erlaubt und eine klare Aufgaben- und Rollenverteilung hat. Containertechnologien brauchen einen ausgereiften DevSecOps-Prozess und eine Sicherheitsstrategie, die sich von -strategien für monolithische Anwendungen unterscheidet. Das Tooling und der Prozess rund um die Containersicherheit sollten überdacht werden. Es ist wichtig, ein Verständnis dafür zu entwickeln, dass Containertechnologien ein verantwortungsvolles Zusammenspiel von Entwicklern, Plattformbetrieb, Software-Engineering und Sicherheitsteams benötigen.
  4. Welche Anforderungen muss die cloud-basierte Anwendung erfüllen?
    Welche Verfügbarkeit braucht die Anwendung? Welche Ausfallzeiten können wir verkraften? Wie hoch muss der Skalierungsgrad sein? Eine hochverfügbare Cloud-Anwendung, die wenig bis keine Ausfallzeiten vertragen kann und bei der die Skalierbarkeit eine wichtige Rolle spielt, wird verstärkt von Kubernetes profitieren.
  5. Welche besonderen Architekturmerkmale hat unsere Anwendung?
    Basiert die Anwendung auf Microservices? Welche Reichweite hat sie (weltweit, regional, lokal etc.)? Welchen Automatisierungsgrad streben wir an? Bei einer aus Microservices bestehenden Anwendung mit hoher Reichweite und Automatisierung bringt Kubernetes wahrscheinlich einen Mehrwert.
  6. Wie schnell müssen wir auf Anpassungen reagieren?
    Wie wollen wir das Patch Management organisieren? Wie oft und in welchen Abständen wollen wir unsere Anwendung aktualisieren? Welche Zeitspannen für die Deployments streben wir an? Umso kürzer die Intervalle sind und umso schneller ein Unternehmen auf Kundenanforderungen reagieren muss, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass der Einsatz von Kubernetes Vorteile bringt.

Wenn Ihre Antworten darauf hinweisen, dass der Einsatz von Kubernetes einen Mehrwert für Ihr Unternehmen bringt, ist es wichtig, Aufwand und Nutzen einer Umstellung abzuwägen. Ein Proof of Concept (PoC) bietet eine hervorragende Möglichkeit, um die Machbarkeit des Projektes zu beurteilen. Stellt sich final heraus, dass Kubernetes nicht die richtige Lösung ist, lohnt es sich, Alternativen auszuloten. Beispielsweise könnte ein Lift-and-Shift-Ansatz für eine Cloud-Migration ein wirtschaftlicher Ansatz sein.

Kubernetes erleichtert die Entwicklung von containerisierten Applikationen und hilft sie sicher und schnell bereitzustellen. Das System bietet viele Vorteile, ist aber auch vielschichtig und aufwendig in der Handhabung. Das Setup, die Konfiguration, die Pflege, das Monitoring und der Betrieb gelingen nur mit einem Kubernetes-Management. Das erforderliche Know-how lässt sich durch Schulungen oder zusätzlichem Personal erwerben, ist aber für viele Unternehmen unrentabel. Sie profitieren von einem Managed-Kubernetes-Angebot externer Anbieter. Adacor unterstützt Unternehmen bei der Entscheidungsfindung, ob Kubernetes passt. Wir begleiten Sie bei der Machbarkeitsstudie und unterstützen bei der Entwicklung der Umsetzungsstrategie mit unserem Know-how.

Managed Kubernetes optimieren die Entwicklung containerbasierter Anwendungen

Adacor bietet Managed Kubernetes Cluster in der Adacor Enterprise Cloud, als Adacor Private Cloud oder über den Azure Kubernetes Service an. Unternehmen profitieren von einem sicheren und effizienten Betrieb ihrer Applikationen. Cloud Consulting bieten unsere Teams aus erfahrenen Systemadministratoren und Cloud Consultants schon bei der initialen Konzeption. Die Entwicklung des Kubernetes-Designs und der verbundenen Tools und Anwendungen kann für Unternehmen schnell zu einem übergroßen Projekt mit hohen Zeit- und Kapitalinvestitionen mutieren. Deshalb analysieren wir im „Proof of Concept“-Prozess erst, ob eine neue Anwendung in Kubernetes den Unternehmensbedürfnissen gerecht wird. Dieses Vorgehen mündet in einem schlüssigen Konzept, das eine effiziente Umsetzung des Cloud-Vorhabens ermöglicht. In agilen Projekten kann es vorteilhaft sein, ohne Kubernetes mit dem Development der Anwendung zu starten und eventuell die Containerisierung und die Orchestrierung mit Kubernetes nachzuziehen (z. B. bei einer App, bei der noch unklar ist, wie viele Menschen sie nutzen werden oder welche Zugriffsspitzen zu erwarten sind).

Fazit: Kubernetes und Container lohnen sich für viele Cloud-Projekte – mit einigen Ausnahmen

Kubernetes bietet als Open-Source-System zur Orchestrierung von Containern viele Vorteile. Besonders lohnt sich der Einsatz bei umfangreichen und hochskalierbaren Cloud-Anwendungen. Wer Kubernetes einsetzt, kommt schnell zu dem Punkt, an dem es komplex und aufwändig wird. Für ein effektives Management der Plattform brauchen Unternehmen Mitarbeitende mit Spezialwissen. Da diese Experten am Markt schwer zu finden sind und sich der Einsatz meist schon aus Kosten- und Rentabilitätsgründen nicht lohnt, lagern viele Unternehmen, die Kubernetes einsetzen, das Management und den Betrieb an einen Managed Cloud Solution Provider wie Adacor aus. Unsere Kubernetes-Experten beraten Unternehmen individuell und bedarfsgerecht und begleiten sie während der Projektlaufzeit. Denn nicht in jedem Fall lohnt sich der Einsatz von Kubernetes. Hier sind Unternehmen gut aufgestellt, die einen Partner wie Adacor an der Seite haben, der neben gemanagten Kubernetes-Services Lösungen anbietet, die greifen, wenn sich der Einsatz von Containern und der Orchestrierung über Kubernetes nicht lohnt. Letztendlich ist es immer eine Abwägung der Kosten und Aufwände gegen den Ertrag, die ein Unternehmen durchführen muss.

Mehr zu Kubernetes lesen Sie in unseren weiteren Blogartikeln zum Thema:





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